专利名称：整联蛋白靶向化合物的制作方法
背景技术：
本发明涉及整联蛋白靶向化合物和制备及使用所述化合物的方法。有效的化学治疗剂的用途因主要涉及药物的毒性已受到某些明显的限制。治疗所需的药物剂量经常使患者易于受到潜在的致命感染、心脏毒性和其它的副作用。对癌生物学的不断的深入的理解已导致更特异性的“靶向疗法”。在染病细胞(例如肿瘤细胞)表面上表达的抗原形成“单克隆抗体导向药物传递”途径的基础。然而，不幸地是，肿瘤抗原由于药物抗性经常向下调节这限制了“单克隆抗体导向药物传递”途径的有效性。另一方面，在肿瘤内皮细胞表面上表达的靶向分子易于接近在血液中循环的靶向分子。另外，与肿瘤细胞相反，肿瘤内皮细胞遗传稳定并且由于药物抗性不可能向下调节。因此，在肿瘤内皮细胞表面上表达的分子似乎为“导向药物传递”的合适的受体。
本发明通过提供靶向表达整联蛋白的细胞的新化合物解决本领域的问题。这样的化合物在癌症和其它的疾病中具有诊断和治疗用途。
本发明简述本发明涉及含至少一个通过接头(linker)共价连接于至少一个功能成分的整联蛋白靶向成分的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分选自下面的一组，包括(a)RGD肽模拟物，和(b)非-RGD肽、肽模拟物、或者有机分子整联蛋白激动剂或者拮抗剂。
在某些实施方案中，整联蛋白靶向成分对整联蛋白例如αvβ3或者αvβ5是特异性的。优选的RGD肽模拟物的核心结构被公开用于具体的靶向化合物实施方案。
本发明的整联蛋白靶向化合物具有超过所述成分自身的多种益处。例如，功能成分一般可以延长较小体积的靶向成分在体内的半衰期。通过加入由功能成分例如抗体提供的效应分子功能，也可以改善整联蛋白靶向成分的生物学效价或者其它的生物学特性。另外，整联蛋白靶向成分，通过连接于功能成分提供的其增加的体积，可以促使靶向制剂在新的载荷量下功能化。
也提供产生本发明的整联蛋白靶向化合物的方法。在一个实施方案中，制备整联蛋白靶向成分-接头化合物，该化合物包含整联蛋白靶向成分和包括与功能成分的易于反应的部分共价反应的反应基团的接头。在另一种方法中，制备功能成分-接头化合物，该化合物包括功能成分和与整联蛋白靶向成分的易于反应的部分共价反应的反应基团的接头。在另一种方法中，靶向成分和功能成分连接于一个含反应基团的接头或者具有易敏部分的接头，以便当两个接头共价结合时形成靶向化合物。
另外提供用于使整联蛋白靶向成分共价连接于功能成分的整联蛋白靶向成分-接头化合物和功能成分-接头化合物。在某些实施方案中，接头包括用于共价连接于其它成分的反应基团。在某些实施方案中，接头反应基团为酮、二酮、β-内酰胺、琥珀酰亚胺活性酯、卤代酮、内酯、酸酐、环氧化物、醛或者马来酰亚胺。整联蛋白靶向成分-接头化合物和功能成分-接头化合物的各种化学特征被描述。在一个实施方案中，接头具有通式X-Y-Z，其中X为含C、H、N、O、P、S、Si、F、Cl、Br和I中的任一种的原子或其盐的线性或者分支连接链，并且包含介于2-100单元之间的重复的醚单元；Y为任选的且为单一的或者稠合的5或者6元高-(homo-)或者杂碳环的饱和或不饱和的定位于Z的1-20个原子的环；且Z为使一个或者更多个靶向制剂共价连接于易敏部分例如反应性氨基酸侧链的反应基团。当在靶向化合物中包含多个成分时，靶向成分或者功能成分可以连接于X或者Y或连接于X和Y。
另外也提供使功能成分传递至与整联蛋白相关的细胞、单个组织的方法。方法包括给予个体本发明的整联蛋白靶向化合物。在本发明的某些实施方案中，功能成分为包括功能成分的治疗剂。
另外提供治疗或者预防与个体内与整联蛋白有关的疾病或病症的方法。方法包括给予个体治疗有效量的本发明整联蛋白靶向化合物，它包括为治疗剂的功能成分。疾病或病症对治疗剂是易敏的，以有效减少或者预防与疾病或病症有关的症状。在方法的某些实施方案中，疾病或病症包括在新生血管形成、骨代谢、炎症或者细胞生长中的缺陷。
本发明另外提供药用组合物或者药物，它们包含本发明的整联蛋白靶向化合物和药学上可接受的载体。
图的简述
图1显示小图A-E为RGD肽模拟物而小图F为RGD肽的示例性的整联蛋白靶向制剂。核心结构来源如下美国专利6335330号(小图A)、美国专利5693636号(小图B)、美国专利6040311号(小图C)和美国专利6001117号(小图E)。
图2为显示与靶向制剂有关的通用接头设计(小图A)和具体实施方案(小图B；SCS-873)。
图3显示具有分支接头和两个相同靶向制剂的靶向制剂-接头化合物的实施方案的通用图式(小图A)以及小图B(整联蛋白靶向制剂二酮接头；化合物26)和小图C(整联蛋白靶向制剂二酮接头；化合物27)的具体实施方案。分支点为接头的连接链部分。
图4显示具有分支接头和两个不同靶向制剂的靶向制剂-接头化合物的实施方案的通用图式(小图A)以及小图B(整联蛋白靶向和叶酸靶向制剂二酮接头；化合物28)的具体实施方案。分支点为接头的连接链部分。T1为整联蛋白靶向成分，而T2为叶酸受体靶向成分。
图5显示具有分支接头和两个不同靶向制剂的靶向制剂-接头化合物的实施方案的的通用图式(小图A)以及小图B(整联蛋白靶向制剂二酮接头；化合物29)的具体实施方案。分支点为接头的识别基团部分。
图6显示接头反应基团的结构。结构A-C与反应亲核基团(例如赖氨酸或者半胱氨酸侧链)在抗体结合位点形成可逆共价键(结构A可以形成不可逆共价键X为N且如果R1和R3形成环状结构的一部分)。R1和R2和R3在结构A-C中表示取代基，所述取代基可以为C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)或其盐。X为N、C、Si或者任何其它的杂原子。这些取代基也可以包括基团例如烷基、链烯基、炔基、氧代烷基、氧代链烯基、氧代炔基、氨基烷基、氨基链烯基、氨基炔基、磺基烷基、磺基链烯基或磺基炔基、磷酸烷基、磷酸链烯基、磷酸炔基。如在结构B和C中所图示说明的，R2和R3可以为环状，而X可以为杂原子。结构D-G与反应亲核基团(例如赖氨酸或者半胱氨酸侧链)在抗体的结合位点形成不可逆共价键。在这些结构中，R1和R2表示C、O、N、卤化物和离去基团例如甲磺酰基或甲苯磺酰基。
图7显示适于用抗体的活性氨基酸侧链反应修饰的各种亲电试剂。关键(A)酰基β-内酰胺；(B)简单二酮；(C)琥珀酰亚胺活性酯；(D)马来酰亚胺；(E)具有接头的卤代乙酰胺；(F)卤代酮；(G)环己基二酮；及(H)醛。R指可以包含靶向制剂、接头或者抗体的其它的结构，而X指卤素。
图8显示接头识别基团(Y)的结构，位于反应基团部分与接头的连接链部分之间。小图A显示接头中识别基团Y的关系(参见图2)。小图B-D显示Y至Z的距离，环上的取代基和环成员原子。
图9显示接头连接链(X)的结构，如在小图A中所示，其一端直接连接于靶向制剂(参见图2)。取代基R2-R4可为C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)或其盐，并且可以包括基团例如烷基、链烯基、炔基、氧代烷基、氧代链烯基、氧代炔基、氨基烷基、氨基链烯基、氨基炔基、磺基烷基、磺基链烯基、磺基炔基、磷酸烷基、磷酸链烯基、磷酸炔基以及碳环或者杂环单或者稠和的饱和或者不饱和环结构。在结构B和C中的连接链，n、r或者m为1-100。在结构D和E中，n为1、2、4或者更优选为3。
图10显示流程1，用于SCS-873的胺前体、靶向制剂3或者SCS-胺的合成流程，关键(a)BBr3，CH2Cl2，-20℃，2h；(b)DMF，室温-80℃，3h；(c)BnCOCl，饱和NaHCO3水溶液，乙醚；(d)TBDPSiCl，咪唑，DMF，16h；(e)Pd(OAc)2，(o-tol)3P，i-Pr2EtN，CH3CH2CN，回流，3h；(f)20％(w/w)Pd-C(10％)，H2，EtOH-AcOH(1∶1)，36h；(g)TBAF，THF，室温，1h；(h)DEAD，PPh3，THF-苯(3∶1)，16h；(i)20％(w/w)Pd-C(10％)，环己烯-i-PrOH(1∶1)，90℃，12h；(j)i.2NNaOH水溶液，MeOH-THF(1∶1)，16h，ii.TFAA，苯甲醚，CH2Cl2，0℃，2h。
图11显示流程2，一条用于制备化合物4的合成流程(R＝丁氧基羧基氨基己酰基-衍生物)。关键(a)DMF，室温；(b)EDC，HOBT，DMF；(c)0.01M在DMSO中，130℃；(d)TFAA，苯甲醚，二氯甲烷；(e)DMF；(f)EDC，HOBT，DMF；(g)(i)步骤d，(ii)2M NaOH，MeOH-THF(1∶1)。
图12显示流程3，用于制备化合物SCS-873和SCS-1655的合成流程。
图13显示流程4，用于制备化合物SCS-864和SCS-789的合成流程，关键(a)Et3N，DMF，室温，16小时。
图14显示两个靶向成分借以连接到一个单一接头上的实施方案。T1为整联蛋白靶向成分和T2为生物素(化合物30)。
发明详述本发明提供用于呈递给具体的整联蛋白靶例如细胞或者组织的整联蛋白靶向化合物。靶向成分启动以使化合物定位于靶向部位。整联蛋白靶向化合物含至少两种成分靶向成分和功能成分。成分被启动性连接，以使每一成分保留它的活性。通常，靶向成分一般通过配体/受体关系特异性结合于整联蛋白靶。这样的配体/受体关系是本领域熟知的。整联蛋白靶优选处于靶细胞或者靶组织的表面。整联蛋白靶也可以与具体的疾病例如病理疾病有关。
优选的靶向成分靶向于一种或者更多种整联蛋白。靶向成分可以为整联蛋白的激动剂或者拮抗剂或者没有任何生物学活性结合。在一个实施方案中，整联蛋白为αvβ3或者αvβ5。整联蛋白为杂化二聚体跨膜糖蛋白复合物，它在细胞粘附事件和信号传导过程中起作用。整联蛋白αvβ3在多种细胞上表达并且已显示介导几种生物学有关的过程，包括使破骨细胞粘附于骨基质、血管平滑肌细胞迁移和血管生成。整联蛋白αvβ3拮抗剂可用于治疗几种人的疾病，包括参与新生血管形成的疾病例如类风湿性关节炎、癌症眼部疾病等。
本发明的整联蛋白靶向化合物的整联蛋白靶向成分可以为约5000道尔顿或者更小的小分子有机化合物，例如药物或者药剂，它们是整联蛋白拮抗剂或者激动剂。整联蛋白激动剂或者拮抗剂也可以为蛋白质、肽、肽模拟物、糖蛋白、蛋白聚糖、类脂、磷脂、脂多糖、糖脂、核酸、蛋白聚糖、碳水化合物等。术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”可以相互交替使用，表示氨基酸残基的聚合体。这些术语应用于氨基酸聚合体，其中一种或者更多种氨基酸残基是相应的天然来源的氨基酸的合成化学类似物(例如，对甲基酪氨酸、对氯-苯丙氨酸(phenylanine)等)、以及天然来源的氨基酸聚合体。氨基酸可以以L或者D构型存在，只要保持肽的结合功能。肽可以具有可变化的长度，但一般长度介于4-200个氨基酸之间。肽可以是环状，肽内部在两个非-相邻氨基酸之间具有分子内键，例如主链-主链、侧链-主链和侧链-侧链环合。通过本领域熟知的方法可以制备环肽。参见美国专利第6013625号。
整联蛋白靶向成分不为抗体，尽管靶向化合物可以包括作为功能成分的抗体并且这样的抗体可以具有靶向能力。如果这样的抗体具有整联蛋白靶向能力，那么靶向化合物应包括整联蛋白特异性的非-抗体成分。
如在此使用的，“Arg-Gly-Asp肽”或者“RGD肽”打算指具有一种或者更多种含Arg-Gly-Asp序列的肽，此序列可以作为“Arg-Gly-Asp受体家族”例如整联蛋白的受体结合位点起作用。包括α和β亚基的整联蛋白包括各种类型，包括α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1、α1β1、α6β4、α4β7、αDβ2、αDβ2、αLβ2、αMβ2、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、αxβ2、αIIbβ3、αIELbβ7等。序列RGD以几种基质蛋白质存在并且为细胞通过整联蛋白结合于基质的靶。血小板含大量的蛋白GP IIb/IIIa的RGD-细胞表面受体，其通过与其它的血小板和损伤血管的内皮细胞表面相互作用，对冠状动脉血栓形成的发展负主要责任。术语RGD肽也包括具有为RGD肽的功能等价物(例如RLD或者KGD)的氨基酸的肽，前提是它们与相同的RGD受体相互作用。采用自动肽合成仪，例如由Applied Biosystems公司(Foster City，California)制造的那些自动肽合成仪，通过本领域熟知的方法可以从氨基酸合成含RGD序列的肽。
在其它的实施方案中，本发明的靶向化合物的整联蛋白靶向成分可以为非-RGD肽激动剂或者拮抗剂或其肽模拟物。如在此使用的，“非-RGD肽”指为结合其配体(例如纤连蛋白、玻连蛋白、层粘连蛋白、胶原蛋白等)，但涉及RGD结合位点的整联蛋白的拮抗剂或者激动剂的肽。这样的非-RGD整联蛋白靶向化合物对αvβ3(参见例如美国专利第5767071号和5780426号)以及对其它的整联蛋白例如α4β1(VLA-4)、α4β7(参见例如美国专利第6365619号；Chang等，Bioorganic&Medicinal Chem Lett，12159-163(2002)；Lin等，Bioorganic&Medicinal Chem Lett，12133-136(2002))等是已知的。
在一个实施方案中，整联蛋白靶向成分为肽模拟物激动剂或者拮抗剂，其优选为RGD肽或者非-RGD肽的肽模拟物激动剂或者拮抗剂。如在此使用的，术语“肽模拟物”为含有能够模似或者拮抗天然母体肽的生物学作用的非-肽结构元件的化合物。RGD肽的肽模拟物为保留RGD氨基酸序列的类似肽链药效团的有机分子，但在结合位点序列中缺乏氨基酸或者肽键。同样地，非-RGD肽的肽模拟物为保留类似肽链药效团的非-RGD结合位点序列的有机分子，但在结合位点序列中缺乏氨基酸或者肽键。“药效团”为特殊的三维排列的官能团，其需要化合物产生特殊的应答或者具有所需的活性。术语“RGD肽模拟物”意指包括含由有机/非-肽结构承载的RGD药效团的分子的化合物。应该理解，RGD肽模拟物(或者非-RGD肽模拟物)可以为更大分子的一部分，其本身包括通过肽键连接的常规或者修饰的氨基酸。
RGD肽模拟物是本领域熟知的，并已按整联蛋白例如GPIIb/IIIa、αvβ3和αvβ5描述(参见例如Miller等，J.Med.Chem.2000，4322-26和国际专利申请书WO 0110867、WO 9915178、WO9915170、WO 9815278、WO 9814192、WO 0035887、WO 9906049、WO 9724119和WO 9600730；也参见Kumar等，Cancer Res.612232-2238(2000))。许多这样的化合物对一种以上的整联蛋白是特异性的。RGD肽模拟物一般基于核心或者模板(也称作“纤连蛋白受体拮抗剂模板”)，它通过核心一端的酸性基团和另一端的碱性基团的间隔基连接。酸性基团通常为羧酸官能团而碱性基团一般为含N部分例如脒或者胍。通常，核心结构加入酸性部分与碱性氮部分之间的一种刚性间距的形式，并且含一种或者更多种环状结构(例如，吡啶、吲唑等)或者酰胺键，以用于这一目的。对纤连蛋白受体拮抗剂，RGD肽模拟物的酸性基团与碱性基团的氮之间通常存在约12-15个，更优选13或者14个，插入的共价键存在(借助最短的分子内途径)。对玻连蛋白受体拮抗剂而言，酸性部分与碱性部分之间插入的共价键数目通常更少，为2-5个，优选3或者4个。可以选择具体的核心以得到纤连蛋白拮抗剂模板的酸性部分与吡啶的氮原子之间的合适的间距。通常，纤连蛋白拮抗剂在酸性部分(例如放出质子或者接受电子对的原子)与碱性部分(例如接受质子或者给予电子对)之间应具有约16埃(1.6nm)的分子内距离，而玻连蛋白拮抗剂在酸性与碱性中心之间应具有约14埃(1.4nm)的分子内距离。在美国专利第6159964号中可以发现自纤连蛋白受体模拟物转变为纤连蛋白受体模拟物的另外的描述。
肽模拟物RGD核心可以包括含0-6个双键和含0-6个选自N、O和S的杂原子的5-11元芳族或者非芳族单-或者多环系统。环系统可为未取代的或者可以在碳或者氮原子上被取代。具有用于玻连蛋白结合的合适的取代基的优选核心结构包括单环和双环基团，例如在WO 98/14192中描述的苯并氮杂、在U.S.6239168号中描述的苯并二氮杂和在U.S.6008213中描述的稠合三环。
美国专利号6159964含该文件的表1中的参考文献的广泛条目，其公开了RGD肽模拟物核心结构(称作纤维蛋白原模板)，后者可以用于制备RGD肽模拟物。优选的玻连蛋白RGD和纤连蛋白RGD肽模拟物在以下美国专利号中公开6,335,330；5,977,101；6,088,213；6,069,158；6,191,304；6,239,138；6,159,964；6,117,910；6,117,866；6,008,214；6,127,359；5,939,412；5,693,636；6,403,578；6,387,895；6,268,378；6,218,387；6,207,663；6,011,045；5,990,145；6,399,620；6,322,770；6,017,925；5,981,546；5,952,341；6,413,955；6,340,679；6313,119；6,268,378；6,211,184；6,066,648；5,843,906；6,251,944；5,952,381；5,852,210；5,811,441；6,114,328；5,849,736；5,446,056；5,756,441；6,028,087；6,037,343；5,795,893；5,726,192；5,741,804；5,470,849；6,319,937；6,172,256；5,773,644；6,028,223；6,232,308；6,322,770；5,760,028。
示例性的RGD肽模拟物整联蛋白靶向制剂以下表示为化合物1、2和3，并且可以用于制备本发明的整联蛋白靶向化合物。在这三个化合物中，接头如对七元环的氮指明的那样连接。其它的RGD肽模拟物整联蛋白靶向制剂包括化合物31，其中P和L为碳或者氮。接头可以为R1或者R2，而R3基团包括碱基例如-NH基团。在某些实施方案中，R3基团如在结构1、2或者3中所示。在某些实施方案中，R3基团包括杂环基，例如苯并咪唑、咪唑、吡啶基等。在某些这样的实施方案中，R3为烷氧基，例如丙氧基等，其由被烷基氨基例如甲基氨基等取代的杂烃基(heterocarbyl)取代，而在其它的实施方案中，R3为烷氧基，例如丙氧基等，由杂环基氨基取代，例如由吡啶基氨基等例如2-吡啶基氨基取代。在其它的实施方案中，R3为式-C(＝O)Rb的基团，其中Rb选自-N(烷基)-烷基-杂环基，例如-N(Me)-CH2-苯并咪唑基等。
在图1中显示了其它的示例性整联蛋白肽模拟物靶向制剂和肽靶向制剂。接头可为R1、R2、R3中的任一个，其中R4可以是接头或者可水解基团，例如烷基、链烯基、炔基、氧代烷基、氧代链烯基、氧代炔基、氨基烷基、氨基链烯基、氨基炔基、磺基烷基、磺基链烯基或磺基炔基、磷酸烷基、磷酸链烯基、磷酸炔基等。本领域技术人员应易于意识到其它的整联蛋白激动剂和拮抗剂模拟物(mimetics)也可以用于本发明的靶向化合物。
本发明的靶向化合物可含一个以上的靶向成分。在这样的实施方案中，靶向成分之一靶向如上公开的整联蛋白。第二个靶向成分可靶向另一个实体。示例性的这样的实体为趋化因子受体例如CCR5、白细胞介素或者细胞因子受体、维生素受体例如叶酸受体、癌症标记物例如前列腺特异性抗原、癌胚抗原、HER-2、病毒标记物例如HIV gp41、或者肽激素受体。线性或者分支接头可以用于制备双重制剂靶向化合物。在图3-5中显示示例性的分支接头设计。
以下显示一个这样的示例性双重靶向化合物(化合物32)，其中化合物靶向整联蛋白和叶酸受体。在图14中显示另一个使用单一线性接头并靶向整联蛋白及抗生物素蛋白的双重靶向化合物(化合物30)。化合物30具有比在其它的实施例中更短的接头，它具有几种用途。例如，化合物30可与可检测的标记的抗生物素蛋白或者链霉抗生物素蛋白一起用于受试细胞以表达与T1反应的整联蛋白靶。在另一个实施方案中，化合物30可以与用合适的治疗剂或者造影剂标记的抗生物素蛋白或者链霉抗生物素蛋白一起体内给予。
如在此描述的，靶向成分连接于功能成分，其中它可以具有一种或者更多种生物活性，每一活性特征在于可检测对细胞、器官或者有机体的功能的生物作用。然而，靶向化合物可以为没有生物学活性的纯结合的化合物。在靶向化合物具有功能活性的这一情况下，化合物应包括区别于靶向成分的功能成分。
靶向化合物的功能成分可以为对与整联蛋白有关的细胞或者组织具有所需的生物学活性的任何结构。在某些实施方案中，功能成分不是含或者不含相关金属离子例如放射金属离子的金属螯合结构。在某些实施方案中，功能成分不是类脂。功能成分可以包括本领域熟知的许多生物学活性结构中的任何一种。适于作为靶向化合物的功能成分的生物制剂包括(但不限于)小分子药物(约5000道尔顿或者更小的药用有机化合物)、有机分子、蛋白质、肽、肽模拟物、糖蛋白、蛋白聚糖、类脂、磷脂、脂多糖、糖脂、核酸、蛋白聚糖、碳水化合物等。在某些实施方案中，生物制剂功能成分可以为抗肿瘤剂、抗微生物剂、激素、效应分子等。合适的功能成分包括熟知的治疗化合物例如抗肿瘤剂，包括紫杉醇、柔红霉素、多柔比星、去甲柔红霉素、4’-表阿霉素、4-去甲氧基道诺霉素、11-脱氧柔红霉素、13-脱氧柔红霉素、阿霉素-14-苯甲酸酯、阿霉素-14-辛酸酯、阿霉素-14-萘乙酸酯、长春碱、长春新碱、丝裂霉素C、N-甲基丝裂霉素C、博来霉素A2、二脱氮杂四氢叶酸、氨基喋呤、甲氨喋呤、秋水仙素和顺铂等。合适的抗微生物剂功能成分包括氨基糖苷，包括庆大霉素、抗病毒化合物例如利福平、3’-叠氮基-3’-脱氧胸苷(AZT)和阿昔洛韦、抗真菌药例如唑系包括氟康唑、多烯类大环内酯类例如两性霉素B和克念菌素、抗寄生虫化合物例如锑剂等。合适的激素功能成分可包括毒素例如白喉毒素、细胞因子例如CSF、GSF、GMCSF、TNF、促红细胞生成素、免疫调节剂或者细胞因子例如干扰素或者白介素、神经肽、生殖激素例如HGH、FSH或者LH、甲状腺激素、神经递质例如乙酰胆碱、激素受体例如雌激素受体。合适的功能成分也包括非甾体抗炎药，例如吲哚美辛、乙酰水杨酸、布洛芬、舒林酸、吡罗昔康和萘普生及麻醉药或者镇痛药。在某些实施方案中，功能成分不为放射性同位素。
功能成分可以为天然来源或者合成的并且在其天然状态下可以是生物学活性的，它们可以在例如靶细胞的表面上起作用或者可被转运到靶细胞中以便在细胞内起作用。
功能成分也可以为在此使用的“抗体”，包括免疫球蛋白，它们为B细胞及其变体以及T细胞受体(TcR)的产物，TcR为T细胞及其变体的产物。免疫球蛋白为含一种或者更多种基本上由免疫球蛋白κ、λ、α、γ、δ、ε、μ和恒定区基因以及无数免疫球蛋白可变区基因编码的多肽的蛋白。轻链分类为κ或者λ。重链归为γ、μ、α、δ或者ε类，后者依次分别定义为免疫球蛋白种类，IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。重链的亚类也是已知的。例如，人体内的IgG重链可以为IgG1、IgG2、IgG3和IgG4亚类的任一种。
已知典型的免疫球蛋白结构单位包含四聚体。每一四聚体由两个相同对的多肽链组成，每对具有一个“轻链”(约25kD)和一个“重链”(约50-70kD)。每一链的N-末端限定约100-110个或者更多个主要担负抗原识别的氨基酸的可变区，术语可变轻链(VL)和可变重链(VH)分别指这些轻链和重链。
抗体作为全长完整抗体存在或者作为许多由多种肽酶或者化学物消化产生的充分鉴定的片段存在。因此，例如，胃蛋白酶在铰链区的二硫键下消化抗体以产生F(ab’)2，一种Fab二聚体，其本身为通过二硫键连接于VH-CH1的轻链。在温和的条件下可以还原F(ab’)2以断裂铰链区的二硫键由此将F(ab’)2二聚体转变为Fab’单体。Fab’单体基本为带有铰链区部分的Fab片段(参见，FundamentalImmunology，W.E.Paul编辑，Raven Press，N.Y.(1993)，用于更详细地描述其它抗体片段)。虽然按照完整抗体消化定义各种抗体片段，本领域技术人员仍应意识到可以经化学重新合成或者采用重组DNA方法学合成各种抗体片段的任一种。因此，如在此使用的术语抗体也包括由整个抗体修饰或重新合成产生的抗体片段或者通过采用重组DNA方法学得到的抗体和片段。
T细胞受体(TcR)为由α或β链组成或(在少数T细胞上)由γ或者δ链组成的二硫键合的杂化二聚体(heterodimer)。两条链一般以装配抗体铰链区的氨基酸的较短延伸的序列段(stretch)恰好在T细胞质膜的外面被二硫键合。每一TcR链由一个抗体样可变区(Vα或Vβ)和一个恒定区(Cα或Cβ)组成。全长TcR具有约95kDa的分子量，带有在35-47kDa之间变化的各条链。受体的部分也包括在TCR含义中，例如采用本领域熟知的方法可生产的作为可溶性蛋白的这一受体的可变区。例如，美国专利6080840号描述了通过把TcR的细胞内结构域剪接至Thy-1的糖基磷脂酰肌醇(GPI)膜锚序列制备的可溶性T细胞受体(TcR)。在CD3不存在下，这个分子表达在细胞表面上并且能够通过用磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)从膜中被剪切。基本如在美国专利第5216132号所述，通过使TcR可变区与抗体重链CH2或CH3结构域偶合，或者通过Schusta等Nature Biotech.18，754-759(2000)或者Holler等Proc.Natl.Acad.Sci(USA)975387-5392(2000)描述的可溶性TcR单链，也可以制备可溶性TcR。TcR“抗体”作为可溶性产物可以代替用于制备本发明化合物的抗体。采用以上对抗体讨论的相同的方法，根据CDR区和其它的构架残基可以鉴定TcR的结合位点。
重组抗体可以为常规全长抗体，自蛋白水解消化的已知抗体片段、独特的抗体片段例如Fv或者单链Fv(scFv)，缺失结构域的抗体等。片段可以包含结构域或者伴有尽可能少的一个或者几个氨基酸缺失或者突变的多肽，而更广泛的缺失是可能的，例如缺失一个或者几个结构域。
Fv抗体为大约50Kd大小并且包含轻链和重链的可变区。单链Fv(“scFv”)多肽为共价连接的VH∷VL杂化二聚体，它可以自包括VH-和VL-编码的序列在内的核酸或者直接加入或者通过肽编码的接头连接而表达。参见Huston等(1988)Proc.Nat.Acad.Sci.USA 855879-5883。使天然聚集的但自抗体V区化学分离的轻和重多肽链转变为折叠为三维结构的scFv分子的各种结构基本上与抗原-结合位点的结构类似。参见美国专利第5091513、5132405和4956778号。
为抗体的示例性功能成分为一个识别和结合靶向成分的靶的物质。当靶为整联蛋白时，示例性的和优选的此类抗体为LM609并且其人源化形式已知为Vitaxin(参见例如公开WO 89/05155和WO01/30393)。
另一类可以掺入本发明的靶向化合物的抗体为在结合位点带有活性氨基酸侧链的抗体。结合位点指抗体分子参与抗原结合的部分。抗原结合位点由重(“H”)和轻(“L”)链的N-末端可变(“V”)区的氨基酸残基形成。抗体可变区含三个称作“高变区”或者称作“互补性决定区”(CDRs)的高度趋异性序列段，它们在称为“构架区”(“FRs”)的更保守的侧翼区的序列段之间插入。在抗体分子中，轻链的三个高变区(LCDR1、LCDR2和LCDR3)和重链的三个高变区(HCDR1、HCDR2和HCDR3)在三维空间彼此相对排列以形成抗原结合表面或者袋(pocket)。因此，抗体结合位点表示组成抗体CDRs的氨基酸和组成结合位点袋的任何构架残基。
采用本领域熟知的方法，可测定在组成结合位点的具体抗体中氨基酸残基的同一性。例如，抗体CDRs可被鉴定为最初由Kabat等(参见，“免疫学问题的蛋白质序列(Sequences of Proteins ofImmunological Interest)”，E.Kabat，U.S.Department of Health andHuman Services；Johnson，G and Wu，TT(2001)，Kabat数据库及其应用未来方向(Kabat Database and its applicationsfuture directiohs).Nucleic Acids Research，29205-206；http://immuno.bme.nwa.edu)限定的高变区。也可以把CDRs的位置鉴定为最初由Chothia和其它人描述的结构环状(loop)结构(参见Chothia和Lesk，J.Mol.Biol.196，901(1987)，Chothia等，Nature 342，877(1989)，和Tramontano等，J.Mol.Biol.215，175(1990))。其它的方法包括“AbM定义”，该方法为Kabat和Chothia之间的折衷办法并且采用Oxford Molecular’sAbM抗体建模软件(now Accelrys)或者由Macallum等(“抗体抗原相互作用接触分析和结合位点拓扑学(Antibody-antigen interactionscontact analysis and binding site topography)”，J Mol Biol.1996 Oct 11；262(5)732-45)描述的衍化。以下图表基于多种已知的定义鉴定CDRs。
LoopKabat AbMChothia接触---------------- ------------- -----------------------L1 L24--L34 L24--L34 L24--L34 L30--L36L2 L50--L56 L50--L56 L50--L56 L46--L55L3 L89--L97 L89--L97 L89--L97 L89--L96H1 H31--H35B H26--H35B H26--H32..34 H30--H35B(Kabat编号)H1 H31--H35 H26--H35 H26--H32 H30--H35(Chothia编号)H2 H50--H65 H50--H58 H52--H56 H47--H58H3 H95--H102 H95--H102 H95--H102 H93--H101一般指南如下，借此人们可以鉴定仅来自序列的抗体中的CDRsLCDR1起始-约残基24。
之前的残基总是Cys。
之后的残基总是Trp。通常TRP之后跟随TYR-GLN，但是也可以后接LEU-GLN、PHE-GLN，或者TYR-LEU。
长度为10-17个残基。
LCDR2起始-L1末端之后16个残基。
之前的序列一般为ILE-TYR，但是也可以为VAL-TYR、ILE-LYS，或者ILE-PHE。
长度一般为7个残基。
LCDR3起始为L2末端之后33个残基。
之前的残基为Cys。
之后的序列为PHE-GLY-X-GLY。
长度一般为7-11个残基。
HCDR1起始-在约残基26(CYS之后4个残基)[Chothia/AbM定义]随后Kabat定义起始5个残基。
之前的序列为CYS-X-X-X。
之后的残基为TRP，一般之后为VAL，但之后也可以为ILE或者ALA。
长度为在AbM定义下的10-12个残基，而Chothia定义排除最后4个残基。
HCDR2起始-以CDR-H1的Kabat/AbM定义的末端之后的15个残基。
之前的序列一般为LEU-GLU-TRP-ILE-GLY(SEQ ID NO1)但许多变异是可能的。
之后的序列为LYS/ARG-LEU/ILE/VAL/PHE/THR/ALA-THR/SER/ILE/ALA。
长度为在Kabat定义下的16-19个残基(较早时候AbM定义末端7个残基)。
HCDR3起始-CDR-H2末端之后的33个残基(CYS后的两个残基)。
之前的序列为CYS-X-X(一般为CYS-ALA-ARG)。
之后的序列为TRP-GLY-X-GLY，长度为3-25个残基。
采用本领域熟知的方法例如分子模造(modeling)和X-射线结晶图形学，可以测定具体抗体中的氨基酸残基的同一性，这些残基在CDRs外部，尽管如此，却通过具有为结合位点的衬部分的侧链组成结合位点的的部分(即，可获得通过结合位点的连接)。参见例如Riechmann等，(1988)Nature，332323-327。醛缩酶抗体小鼠mAb 38C2(其具有接近但处于HCDR3外部的活性赖氨酸)为这样抗体的实例。
例如，当残基由存在于首先被鉴定以制备抗体的淋巴细胞中的核苷酸编码时，抗体结合位点的反应性残基与抗体可以为天然相关的。或者，通过故意突变可以产生氨基酸残基，以编码特定的残基(参见例如Meares等的WO 01/22922)。在另一种方法中，氨基酸残基或者其活性元素(例如亲核氨基或者巯基)可以连接在抗体结合位点中的氨基酸残基。因此，在此使用的“通过在抗体结合位点中的氨基酸残基”出现的与抗体的共价连接意指可以直接对抗体结合位点的氨基酸残基进行连接或者间接通过连接抗体结合位点的氨基酸残基的侧链的化学部分进行连接。
为蛋白的功能成分可以通过蛋白中的反应性侧链连接于靶向成分。反应性侧链可以存在或者通过突变产生。赖氨酸中的反应性侧链(ε氨基)可以共价连接于包括以下的接头酮、二酮、β-内酰胺、活性酯卤代酮、内酯、酸酐、马来酰亚胺、环氧化物、醛、脒、胍、亚胺、烯胺、磷酸酯、膦酸酯、环氧化物、氮丙啶、硫代环氧化物、掩蔽或者保护的二酮(例如缩酮)、内酰胺、卤代酮、醛等。这样的活性赖氨酸侧链存在于醛缩酶抗体结合位点，例如小鼠单克隆抗体mAb38C2及其它像催化抗体以及此类抗体的合适的人源化和嵌合形式(versions)。小鼠mAb 38C2为由反应性免疫作用和机械模拟天然醛缩酶产生的一类新的催化抗体的原型(Barbas等，Science 278，2085-2092，1997)。通过活性赖氨酸，使用天然醛缩酶的烯胺机制，这些抗体催化羟醛和逆羟醛(retro-aldol)反应(Wagner等，Science 270，1797-1800，1995；Barbas等，Science 278，2085-2092；Zhong等，Angew.Chem.Int.第38版，3738-3741，1999；Karlstrom等，2000，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.，973878-3883)。除它们在合成有机化学(例如Hoffmann.等，1998，J.Am.Chem.Soc.120，2768-2779；Sinha等，1998，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.95，14603-14608)中的多用途和效力以外，醛缩酶抗体已作为一种抗癌策略用于在体外和体内激活喜树碱、多柔比星和依托泊苷前药(Shabat等，1999，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.96，6925-6930，和2001，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.98，7528-7533)。
催化抗体为这样的功能成分抗体，包括醛缩酶抗体、β-内酰胺酶抗体、酯酶抗体、酰胺酶抗体等的优选来源。在一种方法中，用具有一个或者更多个C＝O基团的接头衍生靶向成分，优选如醛缩酶抗体的构型。合适的此类接头可以包括酮、二酮、β-内酰胺、琥珀酰亚胺、卤代酮、内酯、酸酐、马来酰亚胺、α-卤代乙酰胺、环己基二酮基等(参见以上)。这样的接头化合物的实例示于图2-5中。
在另一个实例中，功能成分的活性氨基酸例如抗体可以为活性半胱氨酸、丝氨酸或者酪氨酸残基。对半胱氨酸，得到的抗体可以与含马来酰亚胺的成分或者其它的硫醇反应基团例如碘代乙酰胺、芳基卤化物、二巯基等形成共价键。如由Janda等，Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)912532-2536，(1994)描述的，在硫代酯酶催化抗体中可以发现活性半胱氨酸。对其它的酯酶抗体，参见Wirsching等，Science 2701775-82(1995)。通过本领域熟知的方法，可以制备含活性氨基酸的功能成分，包括使氨基酸残基突变以对活性氨基酸编码或者使含反应基团的氨基酸侧链经化学衍生化。
靶向化合物的成分优选被共价连接并且优选与接头或者分支接头连接。在某些实施方案中，当抗体为功能成分时，靶向成分通过使用接头可以共价连接于抗体结合位点。可以选择合适的接头以提供靶向成分与功能成分之间的足够的距离，以使靶向成分能够结合于它的靶向分子。当需要连接于抗体结合位点时，可以选择合适的接头以提供靶向成分与抗体结合位点之间的足够的距离，以使靶向成分能够结合于它的靶向分子。这个距离依几个因素而定，包括例如抗体结合位点的最外面与结合位点的反应性侧链之间的距离、靶向制剂的性质。一般地，接头长度应为约5-10埃(0.5-1nm)之间，10埃(1.0nm)或10埃以上为更优选，如果氨基酸侧链非常邻近结合位点的最外面部分和/或靶向成分包括可以作为接头的一部分起作用的区段，则长度约3埃(0.3nm)的更短的接头可以是足够的。
根据线性原子的数目也可以观察接头的长度(通过采用最短的途径计算环状部分例如芳族环等)。在这种测量下的接头长度一般为约10-200个原子并且更通常为约30个或30个以上的原子，尽管2个或者更多个原子的较短的接头可以是足够的，如果活性氨基酸侧链非常邻近抗体结合位点的最外面部分的话。通常，带有至少约9个原子的线性序列段的接头是足够的。以上用于连接抗体结合位点的接头长度一般应用于使整联蛋白靶向成分连接于非抗体功能成分。
其它的接头方面的考虑包括接头对生成的靶向化合物的以下物理或者药动学性质的作用例如溶解度、亲脂性、亲水性、疏水性、稳定性(或多或少的稳定性以及可计划的降解作用)、刚性、柔性、免疫原性、结合的调节、与靶向制剂的化学适配性、掺入胶束或者脂质体的能力等。在RGD肽模拟物靶向成分的情况下，接头可以连接于分子核心与碱性或酸性基团之间的间隔基。或者接头可以与核心本身相连接。
在某些实施方案中，接头包括来自C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)的任何原子或其盐。接头也可以包括基团例如烷基、链烯基、炔基、氧代烷基、氧代链烯基、氧代炔基、氨基烷基、氨基链烯基、氨基炔基、磺基烷基、磺基链烯基或磺基炔基、磷酸烷基、磷酸链烯基、磷酸炔基以及碳环或者杂环单或者稠和的饱和或者不饱和环结构。以上基团和环的组合也可以存在于本发明的靶向化合物的接头中。
用于本发明靶向化合物的线性接头的实施方案的一般性设计示于图2中。接头包括三个结构域，认为从靶向制剂(T)起始，为连接链(X)、识别基团(Y)和活性基团(Z)。整联蛋白靶向制剂-接头化合物SCS-873示于图2中，其接头部分X、Y和Z被鉴定。在某些实施方案中，可以不需要识别基团。
接头反应基团Z可以包括一个或者更多种C＝O，基团被排布以形成二酮、酰基β-内酰胺、活性酯、卤代酮、环己基二酮、醛或者马来酰亚胺。其它基团可包括内酯、酸酐、α-卤代乙酰胺和环氧化物。可共价结合于功能成分或者整联蛋白靶向成分的活性亲核基团(例如赖氨酸或者半胱氨酸侧链)的示例性接头亲电反应基团包括酰基β-内酰胺、简单二酮、琥珀酰亚胺活性酯、马来酰亚胺、带有接头的卤代乙酰胺，卤代酮、环己基二酮、醛、脒、胍、亚胺、烯胺、磷酸酯、膦酸酯、环氧化物、氮丙啶、硫代环氧化物、磺酸酯、掩蔽或者保护的二酮(例如缩酮)、内酰胺等，掩蔽的C＝O基团例如亚胺、缩酮、缩醛和任何其它已知的亲电基。优选接头反应基团包括一种或者更多种C＝O，基团被排布以形成酰基β-内酰胺、简单二酮、琥珀酰亚胺活性酯、马来酰亚胺、带有接头的卤代乙酰胺、卤代酮、环己基二酮或者醛。
与功能成分或者整联蛋白靶向成分的活性赖氨酸或半胱氨酸形成可逆共价键的接头二酮反应基团示于图6中。在结构A-C中的R1和R2和R3表示取代基，它们可以为C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)或其盐。这些取代基也可以包括基团例如烷基、链烯基、炔基、氧代烷基、氧代链烯基、氧代炔基、氨基烷基、氨基链烯基、氨基炔基、磺基烷基、磺基链烯基或磺基炔基、磷酸烷基、磷酸链烯基、磷酸炔基。R2和R3可以为如在结构B和C中举例说明的环，而X可为杂原子。其它的二酮接头反应基团作为结构B和G示于图7中。图7也包括其它优选的接头反应基团的结构。
在某些实施方案中，接头可包括与抗体结合位点形成不可逆共价键的反应基团。如在图6中的结构D-G所示，示例性的此类反应基团用于使靶向成分-接头不可逆地连接于功能成分中的活性亲核基团(例如赖氨酸或者半胱氨酸侧链)(反之亦然)。形成不可逆共价键的其它的二酮接头反应基团如结构A、C和D示于图7中。
接头可以任选含例如示于图2中的位于接头的反应基团部分与连接链部分之间的识别基团Y。并不希望受到任何理论的束缚，如果存在，识别基团可以起作用以合适地使反应基团定位于这样的抗体结合位点的结合位点，以使其可与活性氨基酸侧链反应。图8显示各种示例性的带有一个或者更多个含5或者6个原子的高或者杂环结构的识别基团。更大的环结构也是可能的。
通用的接头设计(图2)的连接链X部分的各种实施方案示于图9中。如显示的那样，连接链的长度可以随可能的直链和分支链结构显著性变化。
用于本发明的靶向化合物和用于制备靶向制剂-接头化合物或者功能成分-接头化合物的优选接头为具有如下所示的结构33的带有1，3-二酮反应基团的接头，其中n为1-100或者更多且优选为1、2或者4，更优选为3。在某些实施方案中，接头为重复的聚合物例如聚乙二醇。
能够选择可在靶向成分中插入的接头反应基团或者类似的此类反应基团用于与具体的功能成分键合。例如，经醛缩酶抗体修饰的化学部分可以为酮、二酮、β-内酰胺、活性酯卤代酮、内酯、酸酐、马来酰亚胺、α-卤代乙酰胺、环己基二酮、环氧化物、醛、脒、胍、亚胺、烯胺、磷酸酯、膦酸酯、环氧化物、氮丙啶、硫代环氧化物、掩蔽或者保护的二酮(例如缩酮)、内酰胺、卤代酮、醛等。1，3-二酮构型例如在化合物SCS-873(参见如下)或者SCS-864(参见如下)中显示的二酮，作为经醛缩酶抗体修饰的底物是特别优选的。
适用于经功能成分或者整联蛋白靶向成分的反应性巯基共价修饰的接头反应基团化学部分可为二硫化物、芳基卤化物、马来酰亚胺、α-卤代乙酰胺、异氰酸酯、环氧化物、硫代酯、活性酯、脒、胍、亚胺、烯胺、磷酸酯、膦酸酯、环氧化物、氮丙啶、硫代环氧化物、掩蔽或者保护的二酮(例如缩酮)、内酰胺、卤代酮、醛等。本领域技术人员应该容易地意识到，在蛋白功能成分中的活性氨基酸侧链可具有与靶向成分或其接头上亲核基团反应的亲电基团，而在其它的实施方案中，蛋白功能基团的氨基酸侧链中的活性亲核基团与靶向成分或接头上的亲电基团反应。因此，蛋白成分侧链可被亲电试剂取代(例如图6和7)并且这个基团可用于与靶向成分或其接头上的亲核基团(例如NH2)反应。在这个实施方案中，功能和靶向成分各自具有在每一端带有合适的活性部分的部分接头，以使部分接头的两端能形成全长接头，由此建立完全的靶向化合物。
通过几种方法可制备整联蛋白靶向化合物。在一种方法中，用接头可合成靶向成分-接头化合物，所述接头包括被设计用于与功能成分上的易于反应的部分共价反应的一种或者更多种反应基团。在一个优选实施方案中，合适的活性部分可为氨基酸的侧链。然后，在这样的条件下，成分-接头化合物和功能成分结合，其中接头反应基团与功能成分形成共价键。在此使用的涉及化学部分的术语“易敏的(容易的)”，表示化学部分应与适配的反应基团共价结合。因此，亲电基团易于与亲核基团共价结合，反之亦然。
在另一种方法中，通过合成含功能成分和接头的功能成分-接头化合物，其中接头包括一种或者更多种设计用于与靶向成分的易敏化学部分发生共价反应的反应基团，可以实现连接。靶向成分可需要被修饰以提供用于与接头反应基团反应的合适的活性部分。在其中接头反应基团共价连接于靶向成分的条件下，可使功能成分-接头和靶向成分结合。
形成本发明靶向化合物的另一种方法采用双重接头设计。在一个实施方案中，合成靶向成分-接头化合物，该化合物包含靶向成分和带有反应基团的接头。也可合成功能成分-接头化合物，它含功能成分和接头，后者带有易于与第一步骤的成分-接头的反应基团反应的化学部分。然后，在接头共价结合，形成靶向化合物的条件下，这两个含接头的化合物结合。
在另一个实施方案中，合成功能成分-接头化合物，其包含功能成分和带有反应基团的接头。也可制备靶向成分-接头化合物，它含所述成分和接头，后者带有易于与第一步骤的抗体-接头的反应基团反应的化学部分。然后，在接头共价结合，形成靶向化合物的条件下，这两个含接头的化合物结合。
本领域熟知的各种方法可用于使接头与靶向制剂或者抗体结合位点连接。可参与连接的示例性功能基团包括例如酯、酰胺、醚、磷酸酯、氨基、酮基、脒、胍、亚胺、烯胺、磷酸酯、膦酸酯、环氧化物、氮丙啶、硫代环氧化物、掩蔽或者保护的二酮(例如缩酮)、内酰胺、卤代酮、醛、硫代氨基甲酸酯、硫代酰胺、硫代酯、硫化物、二硫化物、磷酰胺、磺酰胺、脲、硫脲、氨基甲酸酯、碳酸酯、羟基酰胺等。
采用在一定的条件下不稳定的接头部分，可将功能成分连接于靶向成分。不稳定键可以处于功能成分与接头之间，靶向成分与接头之间，或者处于接头内，或者它们的组合。例如，当经历一定的pH时，接头可以是不稳定的。接头也可为具体酶例如存在于体液中的酶的底物。因此，不稳定接头的具体设计可用于指导生物药物功能成分在它到达其预定的靶时释放。不稳定接头可以为可逆共价键。这样的接头可以为酸不稳定接头，例如有利于不同细胞内室的酸性环境的顺式-乌头酸接头，例如在受体介导的胞吞和溶酶体期间遇到的核内体。参见Shen等，Biochem.Biophys.Res.Commun.(1981)1021048-1054；Yang等，J.Natl.Canc.Inst.(1988)801154-1159。在其它的实施方案中，肽间隔基臂用作接头，以便通过肽酶例如溶酶体肽酶作用可释放功能成分。参见例如Trouet等，Proc.Natl.Acad.Sci.(1982)79，626-629。以下显示的(化合物34)是示例性的本发明靶向化合物，其中靶向部分为整联蛋白拮抗剂且功能成分为前吡咯啉基(propyrrolino)多柔比星(R＝肽)并且它们两个通过pH敏感不稳定接头连接。
不稳定接头包括可逆共价键、pH敏感键(酸或碱敏感)、酶敏感键、降解敏感接头、光敏感键等以及它们的组合。这些特征也是可被认为是不稳定接头类型的前药的特征。先前已设计各种不稳定的接头。例如，如在美国专利第5498729号中描述的，采用具有经水解缓慢降解的羧酸的化合物可以形成前药。
关于这一点，功能成分可以为“前药”，意思是功能成分在治疗中是基本无活性的，但在某些修饰下变得有活性。采用本发明的抗体靶向化合物，前药可在细胞表面或者细胞内传递，在那儿它可变得有活性。在前药方法中，自前药的组织特异性激活可以得到位点特异性药物传递，这是经酶对组织独特的代谢或者在更高的浓度(与其它的组织相比较)下呈现的结果；因此，它更有效地激活前药。
如先前描述的，通过裂解光敏感接头或者经激活光敏感酶(酰基酶水解)，光动力学治疗可被用来激活前药(参见美国专利第5114851和5218137号)。光动力学治疗也可以用于在不需要药物活性的部位(例如在非-靶向组织)使药物迅速失活。共价修饰药物以形成前药的各种方法是本领域熟知的。
制备本发明的化合物需要简单选择具有预先选择的活性的结构。在一个实施方案中，功能成分为治疗制剂例如药物。可使用任何合适的药物。选择治疗制剂依所需的活性和本发明化合物的靶而定。当靶为整联蛋白时，优选的治疗剂为具有直接对抗整联蛋白的生物学活性的药物。例如，在卡波西肉瘤(一种与癌病变的血管形成有关的癌症)的情况下技术人员可选择各种药物的任一种，例如，在这一疾病中被证实疗效的三种药物紫杉醇、多柔比星和依托泊苷。一种多柔比星的衍生物、2-吡咯啉基多柔比星，比多柔比星本身的效果强500-1000倍并且它已在其它的药物靶向策略中得到广泛研究(最新综述参见Schally和Nagy，Eur.J.Endocrinology 141，1-14，1999)。含整联蛋白靶向成分的化合物与这些化合物中的任一种可用于治疗卡波西肉瘤的异常血管形成。在实施例中描述了用整联蛋白靶向成分SCS-873合成这些化合物。
本发明的整联蛋白靶向化合物具有许多种用途。在一种方法中，通过给予靶向化合物，功能成分可以传递至与个体的细胞、组织或者流体大分子有关的整联蛋白。在一个优选方法中，功能成分为治疗剂。
本发明的整联蛋白靶向化合物对治疗与整联蛋白表达有关的病理学疾病具有特殊的用途。因此，提供治疗或者预防个体体内疾病或病症的方法，其中所述疾病或病症涉及整联蛋白，所述方法包括给予个体治疗有效量的含对疾病或病症有效的治疗成分的本发明靶向化合物。在一个这样的实施方案中，病症为癌症。整联蛋白表达在癌症中的关系是本领域熟知的(参见例如美国专利第5753230和5766591号)。
本发明的整联蛋白靶向化合物可以用于治疗与为靶向的整联蛋白有关的任何疾病或病症。例如，已知破骨细胞上的玻连蛋白受体抑制破骨细胞的骨吸收。因此，通过给予本发明玻连蛋白靶向化合物，可以治疗其中骨重吸收与病理学例如骨质疏松症和骨关节炎有关的疾病或病症。或者，通过增加由破骨细胞释放的骨钙蛋白，带有合适的功能成分的玻连蛋白靶向化合物可被用于刺激骨形成。增加的骨生成在其中矿物化骨质缺乏或者骨重新再造被需求，例如骨折愈合和预防骨折的疾病状态中具有明显的效益。导致骨结构丢失的疾病和代谢紊乱也从这样的治疗中受益。例如，甲状旁腺机能亢进、培吉利氏病、妊娠高钙血症、骨转移产生的溶骨病变、由于固定术或性激素缺乏引起的骨丢失、贝赛特氏症、骨软化、骨肥厚和骨硬化症，可以从给予本发明的化合物中受益。
本发明的整联蛋白靶向化合物也可以用于治疗任何炎性疾病，例如类风湿性关节炎和牛皮癣，及心血管疾病，例如动脉粥样硬化和再狭窄，它们涉及表达玻连蛋白的细胞。因此，其包含合适的功能成分的本发明的玻连蛋白靶向化合物可用于治疗这些疾病。这一方法也应用于治疗或者预防其它的疾病，包括(但不限于)血栓栓塞疾病、哮喘、变应性反应、成人呼吸窘迫综合征、移植物抗宿主病、器官移植排斥、脓毒性休克、湿疹、接触性皮炎、炎性肠道疾病和其它的自身免疫疾病。本发明的化合物也可以用于伤口愈合。
本发明的整联蛋白靶向化合物还发现在治疗血管生成疾病中具有用途。这样的疾病包括异常新血管生成，其中新生血管生长是与疾病有关的病理学的原因或者归因于它。在这样情况下，抑制血管生成将减少疾病的有害作用。本发明化合物的其它治疗靶为其特征在于新血管生成的眼疾病。这样的眼疾病包括角膜新生血管疾病，例如角膜移植、疱疹性角膜炎、梅毒性角膜炎、翼状胬肉和与隐性眼镜使用有关的新血管角膜瘢。另外的眼科疾病包括老年性斑退化、先兆性眼组织胞浆菌病、早产儿视网膜变性、新生血管性青光眼等。
当需要新血管生长以支撑有害组织的生长时，抑制血管形成将减少血液供应于该组织，因而有助于基于血液供给需要的组织重量的减少。癌症为这样一个实例，其中持续需要新血管形成以使肿瘤生长并促使肿瘤转移。因此，本发明的整联蛋白靶向化合物可抑制肿瘤组织血管形成，由此预防肿瘤转移和肿瘤生长。
除了治疗应用以外，本发明的整联蛋白靶向化合物也可以用于细胞或者组织例如本领域熟知的肿瘤细胞成像。因此，提供在个体体内使细胞或者组织成像的方法，其中所述细胞或者组织表达整联蛋白靶向分子，所述方法包括给予个体有效量的连接于合适的放射性同位素或者可检测的标记物的整联蛋白靶向化合物。放射性同位素或者标记物可以连接于靶向成分或者功能成分。
本发明的整联蛋白靶向化合物可作为药用组合物给予，其中本发明化合物与药学上可接受的载体一起配制。因此，本发明化合物可以用于药物的制备。本发明化合物的药用组合物可以配制为非肠道给药的溶液或者冻干粉末。通过加入合适的稀释剂或者其它的药学上可接受的载体，可以临用前将粉末重新构成。粉剂也可以以干燥形式喷雾。液体制剂可以为缓冲、等渗水溶液。合适的稀释剂的实例为正常的等渗盐水，标准的5％葡萄糖水溶液或者缓冲的乙酸钠或乙酸铵溶液。这样的制剂特别适用于非肠道给药，但也可用于口服给药或者包含在用于吹入或吸入的计量吸入器或者喷雾器中。它可以需要加入赋形剂例如聚乙烯吡咯烷酮、明胶、羟基纤维素、阿拉伯胶、聚乙二醇、甘露糖醇、氯化钠或者枸橼酸钠。
或者，整联蛋白靶向化合物可以被装胶囊、压片或者制备成乳剂或者糖浆剂，以用于口服给药。可以加入药学上可接受的固体或者液体载体以增强或者稳定组合物，或者便利于组合物的制备。固体载体包括淀粉、乳糖、硫酸钙二水合物、白土、硬脂酸镁或者硬脂酸、滑石粉、果胶、阿拉伯胶、琼脂或者明胶。液体载体包括糖浆、花生油、橄榄油、盐水和水。载体也可以包括缓释材料例如单硬脂酸甘油酯或者二硬脂酸甘油酯，单独或与石蜡一起使用。固体载体的量可变化但优选应介于每剂量单位约20mg-1g之间。按照常规药学技术，包括研磨、混合、制粒和压制，可制备药用制剂，必要时，用于片剂形式、或者研磨、混合和填充硬明胶胶囊形式。当使用液体载体时，制剂应为糖浆、酏剂、乳剂或者含水或非水混悬剂的形式。对直肠给药，本发明化合物可以与赋形剂例如可可脂、甘油、明胶或者聚乙二醇组合并模压成栓剂。
本发明的整联蛋白靶向化合物可以被配制包括其它的医学上有用的药物或者生物制剂。化合物也可以与用于本发明化合物涉及的疾病或病症的其它药物或者生物制剂联合给予(参见美国专利第6413955号，活性成分用于骨质疏松症)。
如在此使用的术语“有效量”指足以提供高的足以在其接受者中产生有益作用的浓度的剂量。对任何具体的患者，具体的治疗有效剂量水平应依各种因素而定，包括受治疗的疾病、疾病的严重性、具体化合物的活性、给药途径、化合物的清除率、治疗持续时间、用于与化合物联合或者共同给予的药物、患者的年龄、体重、性别、饮食和一般健康状况和在医学领域和科学领域中熟知的因素。重视各种通常的考虑以确定“治疗有效量”是本领域技术人员已知的并在例如Gilman等，Goodman和Gilman’sThe Pharmacological Bases ofTherapeutics，第8版，Pergamon Press，1990；和Remington’sPharmaceutical Sciences，第17版，Mack Publishing公司，Easton，Pa.，1990中被描述。剂量水平一般处于约0.001至最多可达100mg/kg/天范围内；通常使用约0.05至最多可达10mg/kg/天范围内的水平。化合物可以经非肠道例如血管内、静脉、动脉内、肌内、皮下等给予。也可以经口、鼻、直肠、经皮或者通过气溶胶吸入给药。组合物可以作为大剂量或者缓慢输入给予。
将靶向化合物给予具免疫能力的个体可以导致对化合物产生抗体。这样的抗体可以涉及靶向成分、功能成分或者与化合物有关的任何其它的实体。通过本领域熟知的方法，例如通过将基于长链聚乙二醇(PEG)序列段等连接于化合物的一种或者更多种成分，可以加强这样的化合物的免疫原性。已知长链PEG和其它的聚合物对它们具有掩蔽外源性抗原决定部位的能力，导致起外源性抗原决定部位作用的治疗蛋白的免疫原性减少(Katre等，1990，J.Immunol.144，209-213；Francis等，1998，Int.J.Hematol.68，1-18)。值得注意的是，PEG在本发明的靶向化合物中可用作接头，因此提供接头功能并减少免疫原性。或者，或者另外，个体可被给予免疫抑制药物例如环孢菌素A、抗-CD3抗体等，以减少对靶向化合物将产生的免疫应答的可能性。
在某些实施方案中，RGD和非-RGD肽模拟物或者非-RGD肽拮抗剂或者激动剂可用于靶向脂质体。这通过使这样的靶向成分化学连接于能够使靶向成分与脂质体的类脂发生关联的类脂部分来实现。通过靶向成分的帮助，那么用合适的药物包囊化的脂质体可在体内更有效地靶向靶标。例如，用含多柔比星(DoxilTM)的空间定位的稳定密封的(stealth)脂质体治疗卡波西肉瘤是已被批准的最有效的KS疗法之一。这种脂质体制剂提供超过单独给予多柔比星的几个优点。除了由脂质体制剂提供的减少心脏毒性、呕吐、脱发、周围神经病变和粘膜炎以外，由于粒子大小和增强的可渗透性和滞留现象(Matsumura等，Cancer Res.46，6387-6392，1986)的结果(进一步得益于延长的药物血清半衰期)，DoxilTM对被动靶向肿瘤具有内在的能力。
在此公开的活性靶向可以增大DoxilTM的被动靶向能力，因而更有效地使脂质体的细胞毒载药量传递至KS肿瘤及其血管。这样的DoxilTM活性靶向同样应减少临床应答需要的剂量，从而限制非特异毒性。如先前描述的(参见例如Allen等，Adv.Drug.Deliv Rev.21，117-133)，可以实现靶向脂质体的给予。本发明的靶向化合物可以与其它的化合物或者疗法例如放射性治疗联合使用。
应该容易地意识到，本发明的化合物不仅在人体医学治疗和诊断中而且在体外诊断、兽医学、农业、环境和其他的学科中发现有用途。通过以下实施例描述本发明的多用性，实施例阐述本发明的优选实施方案，但不以任何方式限制权利要求或者说明书。
实施例1含共价连接于醛缩酶单克隆抗体38C2结合位点的RGD肽模拟物靶向制剂的抗体靶向化合物基于RGD肽模拟物的二酮接头衍生物与小鼠mAb 38C2的活性赖氨酸之间的可逆共价键的形成，可形成整联蛋白靶向化合物。小鼠mAb 38C2为由反应性免疫作用和机械模拟天然醛缩酶产生的一类新的催化抗体的原型(Barbas等，Science 278，2085-2092，1997)。采用天然醛缩酶的烯胺机制，通过活性赖氨酸，这些抗体催化羟醛和逆羟醛反应(Wagner等，Science 270，1797-1800，1995；Barbas等，Science278，2085-2092，1997；Zhong等，Angew.Chem.Int.Ed.38，3738-3741，1999)。除它们在合成有机化学中的多用性和有效性以外，醛缩酶抗体作为抗癌策略已被用于喜树碱、多柔比星和依托泊苷前药体内外的活化(Shabat等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.96，6925-6930，1999；Shabat等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.98，7528-7533，2001)。这些抗体的另外的特征，即它们共价结合二酮的能力，在很大程度上仍未被探索。
所采用的RGD肽模拟物(参见化合物1)对人整联蛋白具有特异性，在0.9nM下对αvβ3和在0.6nM下对αvβ5具有高的结合亲合性(通过最小aIIbb3结合呈现的特异性)(Miller等，同上)。如在实施例3中描述的，制备化合物1的二酮接头修饰的形式，命名为SCS-873。SCS-873如下显示带有分别鉴定的靶向成分和接头。
靶向药物 具有1，3二酮基团的接头SCS873对αvβ3或者αvβ5结合具有已知活性的肽模拟物RGD拮抗剂是合乎需要的，因为这些化合物中的某些化合物结合小鼠和人整联蛋白。这样的种类交叉反应性提供人体试验前的动物血管形成模型的临床前体内研究。另外，靶向化合物可以用于治疗与αvβ3整联蛋白有关的卡波西肉瘤。
通过以下方法，将SCS-873连接于抗体38C2将在磷酸缓冲盐水(10mg/ml)中的1毫升抗体38C2加入到12微升的SCS-873的10mg/mL储备液中并临用前在室温下把生成的混合物维持2小时。
评价SCS-873和38C2的混合物与SLK细胞的结合。SCS-873有效介导38C2的细胞表面结合。在SCS-873不存在下，未检测到38C2的结合。对照实验证实需要接头的二酮部分使SCS-873与38C2结合。已测定SCS-873可保留整联蛋白靶向成分的整联蛋白特异性，即未检测出在ELISA上对aIIbb3的结合，而对αvβ3和αvβ3的结合很强。对独立的腹膜内和静脉注射由SCS-873和38C2制备的靶向化合物与每一成分单独注射进入小鼠体内进行比较，证实了体内整联蛋白的靶向性。在这些实验中，通过结合38C2，SCS-873的血清半衰期延长2个数量级以上。未结合于抗体的游离SCS-873仅有数分钟的血清半衰期，而几天后还可从采自眼血中的血清样品中检测出抗体和小分子的结合。
实施例2带有蛋白质功能成分的整联蛋白靶向整联蛋白靶向成分可以共价连接于功能成分例如蛋白质，以使通道效应物通过这些蛋白质引发起作用。通过赖氨酸活性的N-羟基琥珀酰亚胺或者半胱氨酸活性的马来酰亚胺官能团可以实现这样的连接。
例如，整联蛋白靶向化合物缀合于IgM抗体诱导补体介导的细胞毒性；与IL-2的缀合导致细胞介导的细胞毒性。用整联蛋白靶向化合物可修饰各种抗体以增加它们的选择性，这些抗体中和参与肿瘤血管形成的生长因子。例如，如果与整联蛋白靶向化合物缀合，中和VEGF的单克隆抗体为高度选择性的。考虑到这些缀合物潜在的免疫原性，可以在蛋白质-活性和整联蛋白靶向官能团之间引入基于长链聚乙二醇(PEG)的序列段。已知长链PEG和其它的聚合物对它们掩蔽外部抗原决定部位的能力，导致呈现外部抗原决定部位的治疗蛋白的免疫原性减少(Katre等，1990，J.Immunol.144，209-213；Francis等，1998，Int.J.Hematol.68，1-18)。
实施例3靶向成分-接头分子的合成如在图10(流程1)和图11(流程2)中分别显示的那样，合成如化合物15和4所示的整联蛋白靶向成分。把带有二酮反应部分的接头加入到这些如流程3(图12)所示的靶向分子中，以形成靶向化合物-接头分子SCS-873和SCS-1655。自化合物14开始以三个步骤实现SCS-873的合成。如在流程1中所示的，在Et3N存在下，使化合物14转变为15并使粗产物与二酮化合物23的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)-酯在CH3CN-DMF中反应。经硅胶(CH2Cl2-MeOH，9∶1)纯化得到纯的SCS-873。
以五个步骤(流程2和3)自14合成化合物SCS-1655。在化合物14上使BOC基团脱保护，随后与二价接头24的NHS酯反应得到化合物25，使化合物25脱保护且如上与23反应得到SCS-1655。
在流程4(图13)中显示整联蛋白靶向成分-接头分子SCS-864和SCS-789的合成。以一个步骤自化合物4(图13，流程4)分别合成SCS-864和SCS-789。用合适的活化NHS-酯实现化合物4的连接。带有分别鉴定的靶向成分和接头的SCS-864如下所示。
靶向药物具有1，3二酮基团的接头SCS864实施例4带有作为功能成分的紫杉醇的整联蛋白靶向化合物的合成自如前描述制备的紫杉醇-琥珀酸酯开始合成紫杉醇-SCS-873(Deutsch等，J.Med.Chem.32，788-792，1989)。用DMF中的PyBOP活化羧基，直接偶合SCS-胺(Huang等，Chemistry&Biology.7，453-461，2000)得到紫杉醇-SCS-873。这个衍生物与先前描述的5-羟色胺拮抗剂肽靶向紫杉醇衍生物类似(Huang等，Chemistry&Biology.7，453-461，2000)，证实了良好的活性和靶向性，因此证实该药的基于琥珀酸酯接头策略。其它人描述了采用2’-氨基甲酸酯替代基于琥珀酸酯接头的紫杉醇前药(de Groot等，J.Medicinal.Chem.43，3093-3102，2000)获得成功。因而紫杉醇-SCS-873比紫杉醇本身更具有溶解性，而紫杉醇具有不良的溶解度。紫杉醇-SCS-873的结构如下所示。
紫杉醇-SCS-873
实施例5带有作为功能成分的多柔比星或者2-吡咯啉基多柔比星的整联蛋白靶向化合物的合成采用与对黄体化激素释放激素和生长抑素缀合物的多柔比星衍生物描述的类似的合成流程，制备多柔比星-SCS-873(Nagy等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.93，7269-7273，1996；Nagy等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.95，1794-1799，1998)。如Nagy等所述制备N-Fmoc-DOX-14-O-半戊二酸酯(Proc.Natl.Acad.Sci.93，2464-2469，1996)，接着用在DMF中的PyBOP活化，随后加入SCS-胺，除去Fmoc保护基，得到多柔比星-SCS-873。多柔比星-SCS-873的结构如下所示。
如对LH-RH-2-吡咯啉基多柔比星缀合物描述的(Nagy等，Proc.Natl.Acad.Sci.93，2464-2469，1996)，通过与4-碘代丁醛反应，自多柔比星-SCS-873可以制备2-吡咯啉基多柔比星-SCS-873。各种其他的合成方法也是可以利用的。LH-RH-2-吡咯啉基多柔比星的已证实的活性和类似设计的多柔比星缀合物支持我们的整联蛋白靶向衍生物的设计(参见例如Schally和Nagy，Eur.J.Endocrinology 141，1-14，1999和在此关于综述肽靶向制剂缀合物的参考文献)。2-吡咯啉基多柔比星-SCS-873的结构如下所示。
实施例6带有作为功能成分的依托泊苷的整联蛋白靶向化合物的合成自最近对结构类似的经催化抗体活化的依托泊苷前药描述的对硝基苯基碳酸酯制备依托泊苷-SCS-873(Shabat等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.98，7528-7533，2001)。通过内源性细胞酶以及通过催化抗体易于催化逆-Michael步骤(Shabat等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.96，6925-6930，1999)。依托泊苷-SCS-873的设计基于通过逆-Michael反应，随后经自发的脱羧和提供活性依托泊苷的内酰胺化反应，内源性酶或者一般性酸碱的活化。依托泊苷-SCS-873的结构如下所示。
依托泊苷-SCS-873实施例7用于脂质体靶向的整联蛋白靶向化合物的制备含DoxilTM的脂质体与所描述的本发明的靶向化合物相关。靶向成分连接于马来酰亚胺末端的PEG2000-DSPE(MAL-PEG2000-DSPE)。MAL-PEG2000-DSPE可以从市场上通过Shearwater Polymers公司得到。硫醇末端的靶向分子连接于马来酰亚胺部分是自发的。然后以简单的温育步骤把PEG-类脂衍生物转变为带有可忽略药物泄漏的DoxilTM脂质体。
通过生物素标记的MAL-PEG2000-DSPE及用FITC-标记的链霉抗生物素染色，经FACS分析研究脂质体对细胞的靶向结合。各种对照组细胞系也被研究以评价非特异性结合。如(Moase等，2001)描述的，采用三种KS细胞系，用多种不同的靶向分子填充脂质体进行细胞毒性测定。为研究这个方法在SLK动物模型上的效果，细胞植入后及肿瘤已建立(200mm3)后将动物治疗1天。初步研究单次给药方案以评价靶向DoxilTM对未靶向DoxilTM的相对效果。药物剂量在0.5mg/kg-5mg/kg(i.v.)范围内。用空白处理其它的对照组，但靶向脂质体以多相脂质体本身对疾病的作用评价。缓冲对照组也被包括在内。在多项治疗研究中，药物以14天间隔基注射。如以上描述的那样评价全身毒性。
应该注意到，DoxilTM也被批准用于治疗顽固性卵巢癌。一项关于自发展的卵巢癌建立的25种永久性人细胞系的最近的研究证实，所有的细胞系对整联蛋白表达均呈阳性(Bruning等，Hum.Gene Ther.12，391-399，2001)。这个结果提示，肿瘤及其支撑的血管两者的靶向也在治疗卵巢癌中具有用途。最近的研究表明，αvβ3可在转移人颈肿瘤组织中高度表达(Chattopadhyay已Chatterjee，J.Exp.Clin.Cancer Res.20，269-275，2001)，提示在此公开的基于DoxilTM的策略在治疗宫颈癌中具有用途。其它的聚合脂质体装配(assemblies)例如那些在Bruehl等(Biochemistry，405964-5971，2001)中描述的那些也被采用。
因此，参照以上描述的代表性实施方案，本发明已被广泛公开和阐述。本领域技术人员应意识到对本发明可以做各种改进而不背离其精神和范围。所有的公开、专利申请书和授权的专利在此通过引用结合到本文中，如同每一各自的公开、专利申请书和授权的专利被特别和各自指明通过引用全部结合到本文中一样。但排除通过引用结合到本文中所包含的与本公开相抵触的定义。在此显示的所有结构被构思以提供所有的对映体和互变异构体。
权利要求
1.一种整联蛋白靶向化合物，它包含至少一种共价连接于线性或分支接头的整联蛋白靶向成分，所述接头共价连接于至少一种功能成分，其中所述整联蛋白靶向成分选自(a)RGD肽模拟物，和(b)非-RGD肽、肽模拟物或有机分子整联蛋白激动剂或者拮抗剂。
2.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分为RGD肽模拟物。
3.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分为非-RGD肽。
4.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分为有机分子整联蛋白激动剂或者拮抗剂。
5.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分为非-RGD肽模拟物。
6.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1、α1β1、α6β4、α4β7、αDβ2、αDβ2、αLβ2、αMβ2、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、αxβ2、αIIbβ3或αIELbβ7。
7.权利要求1的靶向化合物，其中所述至少一种功能成分为治疗剂。
8.权利要求7的靶向化合物，其中所述治疗剂选自紫杉醇、多柔比星、2-吡咯啉基多柔比星和依托泊苷。
9.权利要求1的靶向化合物，其中所述至少一种功能成分为抗体。
10.权利要求9的靶向化合物，其中所述抗体是全长的。
11.权利要求9的靶向化合物，其中所述抗体为全长抗体的片段。
12.权利要求11的靶向化合物，其中所述全长抗体的片段为Fab、Fab’F(ab’)2、Fv或者sFv。
13.权利要求9的靶向化合物，其中所述抗体为人抗体、人源化抗体或者嵌合人抗体。
14.权利要求9的靶向化合物，其中至少一种整联蛋白靶向成分通过接头被共价连接于抗体结合位点。
15.权利要求9的靶向化合物，其中所述抗体为催化抗体。
16.权利要求15的靶向化合物，其中所述催化抗体选自醛缩酶抗体、β-内酰胺酶抗体和酯酶抗体或酰胺酶抗体。
17.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分连接于两种或更多种功能成分。
18.权利要求17的靶向化合物，其中所述两种或更多种功能成分中至少一种为抗体。
19.权利要求18的靶向化合物，其中所述两种或更多种功能成分中所述至少一种为治疗剂。
20.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分包含两种或更多种靶向成分。
21.权利要求1的靶向化合物或其盐，其中所述接头包含5-100个选自C、H、N、O、P、S、Si、F、Cl、Br和I的原子之间的线性序列段。
22.权利要求1的靶向化合物，其中所述接头包含一种或更多种选自以下的基团烷基、链烯基、炔基、氧代烷基、氧代链烯基、氧代炔基、氨基烷基、氨基链烯基、氨基炔基、磺基烷基、磺基链烯基、磺基炔基、磷酸烷基、磷酸链烯基和磷酸炔基。
23.权利要求1的靶向化合物，其中所述接头包含2-100个重复的醚单元。
24.权利要求1的靶向化合物，其中所述接头包含下式的杂烃基结构 其中R2-R4为C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)或其盐；n为1-100；和m为1-100。
25.权利要求1的靶向化合物，其中所述接头包含一种或更多种环结构。
26.权利要求25的靶向化合物，其中所述一种或更多种环结构包括一种或更多种下式的六元环 其中A、Z、Y、X或W独立为C或N。
27.权利要求25的靶向化合物，其中所述一种或更多种环结构包括一种或更多种下式的五元环 其中A、Z、Y或X独立为C、O、N或S。
28.权利要求1的靶向化合物，其中所述整联蛋白靶向成分为如以下化合物1、2或3所示的RGD肽模拟物。
29.权利要求1的靶向化合物，其中所述靶向成分与所述接头之间或者所述接头与所述功能成分之间或者两者皆有的所述共价键是不可逆的。
30.权利要求1的靶向化合物，其中所述靶向成分与所述接头之间或者所述接头与所述功能成分之间或者两者皆有的所述共价键是可逆的。
31.权利要求1的靶向化合物，其中所述靶向成分与所述接头之间或者所述接头与所述功能成分之间或者两者皆有的所述共价键是不稳定的。
32.权利要求31的靶向化合物，其中所述不稳定的键是pH敏感的键，为酶的底物或者易于经辐射降解。
33.一种制备整联蛋白靶向化合物的方法，该方法包括将至少一种整联蛋白靶向成分通过线性或分支接头共价连接于至少一种功能成分，其中所述整联蛋白靶向成分选自(a)RGD肽模拟物，和(b)非-RGD肽、肽模拟物或者有机分子整联蛋白激动剂或者拮抗剂。
34.权利要求33的方法，其中所述至少一种靶向成分以这样的方式连接于所述至少一种功能成分，以保留靶向成分的结合功能和功能成分的生物学活性。
35.权利要求33的方法，其中所述连接通过制备包含所述至少一种整联蛋白靶向成分和接头的整联蛋白靶向成分-接头化合物来实现，所述接头包含用于与功能成分反应的反应基团，并且所述接头的所述反应基团共价连接于功能成分。
36.权利要求33的方法，其中所述连接通过制备包含功能成分和接头的功能成分-接头化合物来实现，所述接头包含用于使所述至少一种整联蛋白靶向成分反应的反应基团，并且所述接头的反应基团共价连接于所述至少一种整联蛋白靶向成分。
37.权利要求33的方法，其中所述连接通过以下方法实现(a)制备包含整联蛋白靶向成分和接头的整联蛋白靶向成分-接头化合物，所述接头包含反应基团；和(b)制备包含功能化合物和接头的功能成分-接头，所述接头包含易于与步骤(a)的反应基团反应的化学部分；或者(c)制备包含功能成分和包含反应基团的接头的功能成分-接头化合物；和(d)制备包含整联蛋白靶向成分和接头的整联蛋白靶向成分-接头化合物，所述接头包含易于与步骤(c)的所述反应基团反应的化学部分；和(e)通过所述反应性和易敏基团，使步骤(a)和(b)或步骤(c)和(d)的接头共价连接在一起以形成整联蛋白靶向化合物。
38.一种通过权利要求37的方法生产的整联蛋白靶向化合物。
39.一种用于将整联蛋白靶向成分共价连接于功能成分、下式的所述接头的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，所述接头具有式X-Y-Z，其中X为包含C、H、N、O、P、S、Si、F、Cl、Br和I中任何一种的原子或其盐的线性或分支连接链，Y，如果存在，为单或稠合5或6元高-或杂碳环饱和或不饱和环；和Z为酮、二酮、β-内酰胺、活性酯、卤代酮、内酯、酸酐、环氧化物、醛、马来酰亚胺二硫化物或者芳基卤化物；和其中Z为用于将所述成分之一共价连接于活性氨基酸或所述成分的其它成分中的其它易敏部分的反应基团，所述靶向成分或功能成分被连接于X或Y(如果存在)或者X和Y两者(如果Y存在)。
40.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中所述成分以保持结合靶子和显示功能活性的能力的方式连接。
41.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中X包含5-200个原子之间的线性序列段。
42.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中X为下式的杂烃基结构 其中R2-R4为C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)或其盐；n为1-100；和m为1-100。
43.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中Y为下式的六元环 其中A、Z、Y、X或W独立为C或N。
44.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中Y为下式的五元环 其中A、Z、Y或X独立为C、O、N或S。
45.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中所述接头通过加入一种或更多种连接链被分支，所述接头包含一种以上的识别基团，所述接头包含一种以上的反应基团，或其组合。
46.权利要求39的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中所述接头具有以下结构，其中n为1-100。
47.一种用于将整联蛋白靶向成分共价连接于功能成分、下式的所述接头的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，所述接头具有式X-Y-Z其中X为包含C、H、N、O、P、S、Si、F、Cl、Br和I中任何一种的原子或其盐的线性或分支连接链，并且包含0-100之间的重复醚单元；Y为单或稠合5或6元高-或杂碳环的饱和或不饱和的定位于1-20个原子的Z的环；和Z为用于将所述成分之一共价连接于活性氨基酸或所述成分的其它成分中的其它易敏部分的反应基团，所述靶向成分或功能成分连接于X或Y。
48.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中所述制剂以保持结合靶子和呈现生物学活性的能力的方式连接。
49.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中Z选自酮、二酮、β-内酰胺、活性酯、卤代酮、内酯、酸酐、环氧化物、醛、马来酰亚胺、二硫化物和芳基卤化物。
50.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中X包含10-200原子之间的线性序列段。
51.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中X为下式的杂烃基 其中R2-R4为C、H、N、O、P、S、Si、卤素(F、Cl、Br、I)或其盐；n为1-100；和m为1-100。
52.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中Y为下式的六元环 其中A、Z、Y、X或W独立为C或N。
53.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中Y为下式的五元环 其中A、Z、Y或X独立为C、O、N或S。
54.权利要求47的整联蛋白靶向成分-接头化合物或功能成分-接头化合物，其中所述接头包含一种以上的连接链、一种以上的识别基团或一种以上的反应基团，或其组合。
55.一种将功能成分传递至个体的表达整联蛋白的细胞或组织的方法，所述方法包括给予个体权利要求1的靶向化合物。
56.权利要求55的方法，其中所述功能成分为治疗剂。
57.一种将功能成分传递至个体的表达整联蛋白的细胞或组织的方法，所述方法包括给予个体权利要求38的靶向化合物。
58.权利要求57的方法，其中所述功能成分为治疗剂。
59.一种在个体中治疗或预防涉及整联蛋白的疾病或症状的方法，所述方法包括给予个体治疗有效量的权利要求7的靶向化合物，其中所述治疗成分减轻与所述疾病或症状相关的症状。
60.权利要求59的方法，其中所述疾病或症状涉及血管生成、骨代谢、炎症或细胞生长的缺陷。
61.权利要求59的方法，其中所述疾病或症状为癌症。
62.一种药用制剂，它包含权利要求1的靶向化合物和药学上可接受的载体。
63.一种药用制剂，它包含权利要求38的靶向化合物和药学上可接受的载体。
全文摘要
本发明涉及包含连接于功能成分例如治疗剂或抗体的整联蛋白靶向成分的整联蛋白靶向化合物。多种整联蛋白靶向化合物的结构被提供。另外提供使用整联蛋白靶向化合物将功能成分传递至与个体的细胞或组织有关的整联蛋白的方法。也提供使用整联蛋白靶向化合物在个体中治疗或预防涉及整联蛋白的疾病或症状的方法。
文档编号A61P35/00GK1606566SQ02825588
公开日2005年4月13日 申请日期2002年10月22日 优先权日2001年10月22日
发明者C·F·巴巴斯, C·拉德尔, S·C·辛哈 申请人:斯克里普斯研究学院